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粘度計的制作方法
【專利摘要】目的在于提供一種利用簡單的結(jié)構(gòu)測量流體的粘度特性的粘度計。粘度計(10)具備：容器(12)，其容納流體(13)；氣體單元(100)，其與容器(12)連通而將按壓流體(13)的氣體(例如空氣)送入到容器(12)；測量用針(11A)，其與容器(12)連通而排出被氣體按壓的流體(13)；以及計算機部(14)，其包括根據(jù)按壓流體(13)時的氣體壓力和氣體流量來計算流體(13)的粘度特性的計算功能。氣體單元(100)具備調(diào)整氣體壓力的電動氣動調(diào)節(jié)器(21)、和測量氣體流量的流量計(101)。計算機部(14)的計算功能根據(jù)利用調(diào)節(jié)器(21)使氣體壓力變化時的、氣體流量的變化，計算流體(13)的粘度特性。
【專利說明】粘度計

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及應用于粘度計而有效的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在日本特開平9-329539號公報（專利文獻1)中記載了與測量液體的粘度的毛細 管式粘度計相關(guān)的技術(shù)。并且，在日本特開平11-094725號公報（專利文獻2)中記載了使 用毛細管式粘度計來測量具有流動性的夯土的可塑性的技術(shù)。
[0003] 毛細管式粘度計使測量對象的流體在毛細管內(nèi)通過，從而能夠根據(jù)施加于流體的 壓力與此時的流量之間的關(guān)系來測量粘度特性（也稱作流體特性。）（例如，參照專利文獻 2的說明書的第0021-0024段）。另外，作為其他粘度計，還有轉(zhuǎn)矩式（旋轉(zhuǎn)式），由于是毛 細管式，所以構(gòu)造復雜并且昂貴。
[0004] 在先技術(shù)文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開平9-329539號公報
[0007] 專利文獻2 :日本特開平11-094725號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的課題
[0009] 分散流體根據(jù)剪切速度（也稱作剪斷速度。）與剪切應力（也稱作剪斷應力。） 的關(guān)系（即，粘度特性），大致區(qū)分為牛頓流體（也稱作牛頓液體。）和非牛頓流體（也稱 作非牛頓液體。）。剪切速度和剪切應力若為比例關(guān)系，則為牛頓流體（粘度特性表現(xiàn)出牛 頓特性。），若不為比例關(guān)系，則為非牛頓流體（粘度特性表現(xiàn)出例如觸變特性。）。
[0010]另外，毛細管式粘度計例如與能夠一邊使分散流體旋轉(zhuǎn)一邊測量的轉(zhuǎn)矩式粘度計 不同，具有不適于非牛頓流體的粘度特性的測量這一既成概念。這是因為：在使用了毛細管 式的情況下，在固形粒子的大小無法忽視這樣的微小流路（即，毛細管為小徑）中發(fā)生固形 粒子的堵塞，因此，分散流體的粘度特性依賴于固形粒子的大?。ㄒ韵?，也稱作固形粒子的 相對于分散流體流路的大小依賴性。）。
[0011] 可是，從分散流體的制造商那里是在產(chǎn)品規(guī)格書中示出規(guī)定條件下的粘度特性而 提供的，但一般不記載與使用分散流體的用戶的使用條件匹配的粘度特性?？紤]到像這樣 由制造商提供的粘度特性是如前述那樣地使用轉(zhuǎn)矩式粘度計來測量的。
[0012] 因此，使用分散流體的用戶方面，在設計相對于在產(chǎn)品上設置的微小流路的分散 流體的情況下，獲得了所需要的粘度特性，或者不得不進行實用試驗。例如，在半導體制造 領(lǐng)域，在進行膏狀焊料印刷的情況下，根據(jù)由焊料制造商提供的粘度特性，無法判斷膏狀焊 料是否充分埋入于印刷標記的開口部（是否發(fā)生所謂的滲透不良），需要進行實用試驗。
[0013] 這樣，在現(xiàn)有的毛細管式或轉(zhuǎn)矩式的粘度計中，無法在考慮到根據(jù)分散流體的粘 度特性定量地考察固形粒子的相對于分散流體流路的大小依賴性的情況下進行制造。因 此，從使用分散流體的用戶方面來說，謀求能夠測量適于自身的使用條件的分散流體的粘 度特性的粘度計。
[0014] 并且，專利文獻2中記載的粘度計使測量對象的流體在毛細管（毛細管）內(nèi)通過， 根據(jù)此時的流量（即，流體本身的流量）測量粘度特性。然而，從毛細管排出的流體無論如 何都會殘存（附著）在毛細管末端，因此，為了更準確地直接測量流體的流量，需要進行除 去殘存在毛細管末端的流體的處理。因此，謀求不用設置除去殘存流體的機構(gòu)的、簡單結(jié)構(gòu) 的粘度計。
[0015] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用簡單結(jié)構(gòu)測量流體的粘度特性的粘度計。本發(fā)明 的所述目的及其他目的和新穎的特征從本說明書的記述和附圖中得以明確。
[0016] 用于解決課題的手段
[0017] 如下那樣簡單說明本申請公開的發(fā)明中的代表性的結(jié)構(gòu)的概要。
[0018] 本發(fā)明的粘度計的特征在于，其具備：容器，其容納流體；氣體單元，其與所述容 器連通而將按壓所述流體的氣體送入到所述容器；測量用針，其與所述容器連通而排出被 所述氣體按壓的所述流體；以及計算機部，其包括根據(jù)按壓所述流體時的氣體壓力和氣體 流量來計算所述流體的粘度特性的計算功能。
[0019] 這樣，通過將氣體流量看作流體的流量，能夠測量流體的粘度特性，由于不是直接 測量流體的流量，所以能夠簡單地構(gòu)成粘度計。
[0020] 在本發(fā)明的粘度計中，優(yōu)選的是，所述粘度計具備作為所述測量用針而被選擇的、 內(nèi)徑彼此不同的多根針，利用所述計算功能計算所述多根針各自的所述流體的粘度特性， 測量依賴于所述內(nèi)徑的所述流體的粘度特性。
[0021] 由此,通過測量內(nèi)徑彼此不同的多根針各自的流體的粘度特性，能夠得到使流體 的流路路徑分別變化時的粘度特性。因此，能夠測量流體的固形粒子的大小對流體的流路 造成的影響、即固形粒子相對于流體流路（針內(nèi)徑）的大小依賴性。
[0022] 并且，在本發(fā)明的粘度計中，優(yōu)選的是，所述氣體單元具備調(diào)整所述氣體壓力的調(diào) 節(jié)器、和測量所述氣體流量的流量計，所述計算功能根據(jù)利用所述調(diào)節(jié)器使所述氣體壓力 變化時的、所述氣體流量的變化，計算所述流體的粘度特性。
[0023] 由此，根據(jù)調(diào)節(jié)器和流量計的測量精度，能夠確定粘度計的測量精度。并且，由于 是具備質(zhì)量流量控制器的粘度計，所以能夠提供廉價的粘度計。
[0024] 并且，在本發(fā)明的粘度計中，優(yōu)選的是，所述氣體單元具備調(diào)整所述氣體流量的質(zhì) 量流量控制器、和測量所述氣體壓力的壓力計，所述計算功能根據(jù)利用所述質(zhì)量流量控制 器使所述氣體流量變化時的、所述氣體壓力的變化，計算所述流體的粘度特性。
[0025] 由此，根據(jù)質(zhì)量流量控制器和壓力計的測量精度，能夠確定粘度計的測量精度。并 且，由于是具備調(diào)節(jié)器的粘度計，所以能夠提供高精度的粘度計。
[0026] 并且，在本發(fā)明的粘度計中，優(yōu)選的是，所述粘度計具備清洗用轉(zhuǎn)接器，所述清洗 用轉(zhuǎn)接器將所述測量用針替換為被清洗針，并向所述被清洗針內(nèi)供給溶劑來清洗所述被清 洗針。
[0027] 由此，還能夠除去在測量后的測量用針、即被清洗針內(nèi)殘存的流體。
[0028] 發(fā)明效果
[0029] 如下那樣簡單說明本申請公開的發(fā)明中的代表性的結(jié)構(gòu)所獲得的效果。根據(jù)本發(fā) 明，能夠提供一種利用簡單結(jié)構(gòu)測量流體的粘度特性的粘度計。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1是用于說明本發(fā)明的一個實施方式的粘度計的結(jié)構(gòu)的圖。
[0031] 圖2是用于說明本發(fā)明的一個實施方式的粘度計的組裝結(jié)構(gòu)的圖。
[0032] 圖3是用于說明本發(fā)明的一個實施方式的粘度計的組裝結(jié)構(gòu)的圖。
[0033] 圖4是用于說明本發(fā)明的一個實施方式的粘度計的組裝結(jié)構(gòu)的圖。
[0034] 圖5是用于說明本發(fā)明的一個實施方式的粘度計的組裝結(jié)構(gòu)的圖。
[0035] 圖6是用于說明本發(fā)明的一個實施方式的粘度計的組裝結(jié)構(gòu)的圖。
[0036] 圖7是用于說明本發(fā)明的一個實施方式的粘度計的組裝結(jié)構(gòu)的圖。
[0037] 圖8是用于說明本發(fā)明的一個實施方式的粘度計的組裝結(jié)構(gòu)的圖。
[0038] 圖9是用于說明分散流體的粘度特性的一例的圖。
[0039] 圖10是用于說明分散流體的粘度特性的其他例的圖。
[0040] 圖11是用于說明分散流體的粘度特性的其他例的圖。
[0041] 圖12是用于說明本發(fā)明的其他實施方式的粘度計的結(jié)構(gòu)的圖。
[0042] 圖13是用于說明本發(fā)明的其他實施方式的粘度計的結(jié)構(gòu)的圖。

【具體實施方式】
[0043] 在以下的本發(fā)明的實施方式中，在必要時分成多個部分等進行說明，但原則上它 們相互是沒有關(guān)系的，一方是另一方的一部或全部的變形例、詳細情況等的關(guān)系。因此，在 所有圖上，對具有相同的功能的部件標注相同的標號，省略其重復的說明。
[0044] 并且，對于結(jié)構(gòu)要素的數(shù)量（包括個數(shù)、數(shù)值、量、范圍等），除了特別明示的情況 和原理上明確限定于特定的數(shù)量的情況等以外，不限定其特定的數(shù)量，既可以是特定的數(shù) 量以上也可以是以下。并且，在涉及結(jié)構(gòu)要素等的形狀時，除了特別明示的情況和考慮到原 理上不太明確的情況等以外，包括實質(zhì)上與其形狀等近似或類似的形狀等。
[0045] [實施方式1]
[0046] 首先，參照圖1?圖8對本發(fā)明的實施方式的粘度計10的結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是 用于說明粘度計10的結(jié)構(gòu)的圖。圖2?圖8是用于說明粘度計10的組裝結(jié)構(gòu)的圖。
[0047] 在圖2?圖7中，示出利用彈簧鎖（パナ >錠）61從主體50卸下前表面罩51 (參 照圖8)、并借助鉸鏈62打開轉(zhuǎn)動罩52的狀態(tài)。并且，在圖3中，示出卸下針收納殼體54的 上表面罩55(參照圖6)的狀態(tài)。并且，在圖4?圖7中，示出卸下傳感器罩53(參照圖2) 的狀態(tài)。粘度計10具備：橡膠制的腳部56,其分別設置在裝備有各種設備的主體50的底部 的四角；以及把手60,其設置在主體50的上部，從而能夠穩(wěn)定地測量，并且便攜性優(yōu)異（參 照圖8)。
[0048] 接著，本實施方式的粘度計10是按壓流體13而使其從測量用針11A(毛細管）排 出并來對流體13的粘度特性進行測量的毛細管式粘度計。并且，流體13是使固形粒子（例 如，由觸變劑構(gòu)成。）分散于樹脂部（例如，由高分子材料構(gòu)成。）而成的分散流體。另外， 圖1中，為了明確說明，對流體13附加了剖面線。
[0049] 粘度計10具備：多根針11，它們被選擇作為測量用針11A，并且彼此內(nèi)徑φ不同； 容器12,其用于容納流體13,在該容器12上連通并安裝（裝配）有測量用針11A。如圖3 所示，多根針11收納于針收納殼體54,將選擇好的針11 (作為測量用針11A。）取出并安裝 到容器12上。
[0050] 作為多根針 11，例如，準備有內(nèi)徑(p 為 1. 60mm、1. 37mm、1. 19mm、1. 07mm、0. 84mm、 0· 69mm、0. 60mm、0. 51mm、0. 41mm、0. 34mm、0. 26mm、0. 21mm、0. 18mm 的不同的 13 根針。雖然在 后面敘述，但測量用針11的內(nèi)徑φ是為了計算測量對象的流體13的粘度特性而被參照的。 并且，各針11的長度L例如為20mm。另外，針11的內(nèi)徑φ (0. 18?1.60mm)、長度L(20mm)、 根數(shù)（13根）不限定于此。
[0051] 在粘度計10中，將各針11作為引起毛細管現(xiàn)象的毛細管來使用。各針11的另一 端能夠以與容器12連通并安裝于容器12的方式進行螺紋固定。通過形成為螺紋固定的結(jié) 構(gòu)，作為測量用針11A，能夠?qū)亩喔?1中選擇出的一根簡單地安裝到容器12或從容器 12卸下。即，多根針11彼此能夠簡單地更換。
[0052] 容器12為注射型，其小口徑的末端（一端）與測量針11A連通并連接，大口徑的 另一端與測量用轉(zhuǎn)接器15連接。在容器12的內(nèi)部構(gòu)成為，阻塞并收納在末端側(cè)的流體13 被柱塞16按壓。
[0053] 以調(diào)整壓力（表示壓力值P。）的方式從容器12的另一端（上部）側(cè)向容器12 內(nèi)供給空氣，從而柱塞16被該空氣按壓而移動。因此，容器12和測量用轉(zhuǎn)接器15以將空 氣供給至容器12的內(nèi)部的方式連通并連接。另外，向容器12內(nèi)供給的空氣的壓力值P也 是按壓流體13的壓力值P，是為了計算測量對象的流體13的粘度特性而被參照的。
[0054] 該測量用轉(zhuǎn)接器15接受來自空氣供給源20 (例如，最大400kPa)的空氣供給，因 此，該測量用轉(zhuǎn)接器15通過空氣流路AD1與空氣供給源20連接。而且，粘度計10具備設置 在空氣流路AD1的中途的、電動氣動調(diào)節(jié)器21、電磁閥22和壓力計23。另外，包括電動氣 動調(diào)節(jié)器21的粘度計10的電力供給通過主電源開關(guān)63 (參照圖2)的接通、斷開來進行。
[0055] 電動氣動調(diào)節(jié)器21調(diào)整向容器12內(nèi)供給的空氣的壓力值P，即調(diào)整按壓流體13 的壓力值P。并且，電磁閥22進行空氣流路AD1的開閉。并且，壓力計23設置在電動氣動 調(diào)節(jié)器21的下游，對向容器12內(nèi)供給的空氣的壓力值P進行測量。另外，也可以使壓力計 23的測量值（壓力值P)在顯示裝置64上顯示。
[0056] 并且，粘度計10具備：區(qū)域傳感器30 (參照圖4)，其包括設置在測量用針11A的 末端側(cè)的光電傳感器25、26 (參照圖1)而構(gòu)成；以及傳感器罩53 (參照圖2)，其覆蓋區(qū)域 傳感器30。光電傳感器25、26由受光部和發(fā)光部構(gòu)成。而且，光電傳感器25、26將測量對 象通過受光部和發(fā)光部之間而來自發(fā)光部的光被遮斷時的變化作為信號進行檢測。并且， 在傳感器罩53設置有供測量用針11A的末端通過的窗部53a。
[0057] 如圖1所不，光電傳感器25和光電傳感器26以隔開一定的間隔D (例如，10mm)的 方式設置。即，光電傳感器25設置在從測量用針11A排出的流體13的間隔D的起點，光電 傳感器26設置在間隔D的終點。另外，間隔D(10mm)不限于此。
[0058] 使所述光電傳感器25、26成為一對，區(qū)域傳感器30測量從測量用針11A排出的流 體13的通過時間T。來自成對的光電傳感器25、26的測量信號在計算機部14以同步的方 式被參照，從而變換成流體13通過的通過時間T。在粘度計10設置有傳感器罩53,因此， 當在區(qū)域傳感器30測量流體13的通過時間T時，能夠降低外部干擾（例如，空氣流）所造 成的影響，能夠得到更高精度的測量結(jié)果。
[0059] 該通過時間Τ是為了計算從測量用針11Α排出的流體13的外觀的流量Q'而被參 照的。外觀的流量Q'是指，利用流體13通過具有一定間隔的一對光電傳感器25、26之間 的時間Τ和測量用針11Α的內(nèi)徑φ計算的值。
[0060] 實際上，在流體13從測量用針11Α的末端排出的瞬間，流體13引起縮流，因此流 體13的流路路徑（也稱作排出路徑。）比測量用針11的內(nèi)徑φ小，縮流的程度是由流體 13中含有的固形粒子決定的。但是，粘度計10構(gòu)成為，參照外觀的流量Q'，利用計算機部 14計算（測量）流體13的粘度特性。因此，粘度計10是不需要測量實際的流體13的流路 路徑的簡單的結(jié)構(gòu)。
[0061] 如圖1所示，構(gòu)成區(qū)域傳感器30的光電傳感器25、26經(jīng)由接口模塊24通過信號 線路與計算機部14連接。并且，前述的電動氣動調(diào)節(jié)器21、電磁閥22和壓力計23也經(jīng)由 接口模塊24通過信號線路與計算機部14連接。而且，粘度計10所具備的計算機部14具 有計算利用電動氣動調(diào)節(jié)器21使壓力值Ρ變化（例如，40kPa?lOOkPa的范圍）時的、從 測量用針11A排出的流體13的外觀的流量Q'的計算功能。
[0062] 從該計算機部14向電動氣動調(diào)節(jié)器21輸出（例如輸出0?5V)對空氣供給量進 行調(diào)整的控制信號。并且，從計算機部14向電磁閥22輸出對空氣流路進行開閉的控制信 號。而且，從壓力計23向計算機部14輸入（例如輸入1?5V)壓力值P的測量信號。
[0063] 并且，從光電傳感器25、26向計算機部14輸入（數(shù)字輸入）測量信號。而且，在 連結(jié)計算機部14和光電傳感器25、26的信號線路的中途設置有用于增大信號的傳感器放 大器25A、26A。像這樣，來自成對的光電傳感器25、26的測量信號在計算機部14以同步的 方式被參照，從而變換成流體13通過的通過時間T。
[0064] 而且，計算機部14的計算功能根據(jù)從測量針11A排出的流體13的壓力值P、通過 時間T、外觀的流量Q'，將測量用針11的內(nèi)徑φ作為流體13的流路路徑而計算流體13的 粘度特性。
[0065] 這樣，本實施方式的粘度計10是針對流體13而借助容器12施加對壓力值Ρ進行 了控制的空氣，并測量通過測量用針11Α內(nèi)的外觀的流量Q'的裝置。而且，粘度計10構(gòu)成 為具備計算機部14,計算機部14根據(jù)測量出的數(shù)據(jù)（壓直值Ρ、外觀的流量Q'）求出流變 方程式，確定粘度特性（剪切速率-剪切應力特性）。
[0066] 另外，作為粘度計10的計算機部14,可以使用通過連接線纜（信號線路）與主體 50在外部連接的筆記本電腦。不限于此，也可以在主體50的內(nèi)部連接計算機部14。
[0067] 這里，對通過測量施加于容器12內(nèi)的流體13的空氣的壓力值Ρ、和外觀的流量Q' 而能夠計算流體13的粘度特性的情況進行說明。
[0068] 首先，流體13的實際的流量Q與印加的壓力δ Ρ的關(guān)系如下面的公式（1)那樣。 這里，η為冪定律的η乗，11°為樹脂部（溶劑）的粘度，R為測量用針11Α的內(nèi)徑φ的半 徑，L為測量用針11Α的長度。
[0069] Q= {(n+lV(3n+l)} JiR3{n/(n+l)}R(n+1)/n(l/2n 〇)1/n(Sp/L)1/n (1)
[0070] 并且，流體13的實際的流量Q與外觀的流量Q'的關(guān)系如下面的公式（2)那樣。另 夕卜，公式（2)是為了利用分散流體的η值唯一地確定縮流而成立的。
[0071] Q=、r(2n+l)/(3n+l)Q' (2)
[0072] 將公式（2)帶入公式（1)并進行整理，得到下面的公式（3)。
[0073] Q，= C δ P1/n (3)
[0074] 其中，C= (l/K){(n+lV(3n+l)}以3{11八11+1)}1^ +1)/"(1/211(1)1/11(1/1)1/11是常數(shù)。
[0075] 根據(jù)公式（3)，在橫軸上取空氣的壓力值（δ P)，在縱軸上取外觀的流量（Q'），在 log-log的圖表上進行描繪而得到直線，根據(jù)該直線的傾斜能夠確定流體13的η值。
[0076] 而且，測量用針11Α的壁面的剪切應力tw和剪切速率yw如下面的公式（4)、（5) 那樣。
[0077] τ w = R δ P/2L (4)
[0078] yw = {(3n+l)/n}Q/3iR3 (5)
[0079] 如前述那樣，在根據(jù)壓力值P和外觀的流量Q'求得n值后，根據(jù)公式（4)和公式 (5)求得測量用針11Α的壁面的剪切應力t w和剪切速率Yw。即，利用計算機部14計算 測量對象的流體13的粘度特性（γ w- τ w特性）。
[0080] 這樣，根據(jù)各種空氣的壓力值Ρ和外觀的流量Q'，利用計算機部14計算各種剪切 速率YW和剪切應力τ w的值，利用粘度計10測量測量對象的流體13的粘度特性。并且， 在測量該流體13的粘度特性時，還能夠計算作為流體13的指標值的、各剪切速率yw中的 粘度值、觸變指數(shù)、屈服值（圖9中的用箭頭表示的、剪切速率yw為0時的剪切應力τ ￥ 的值）。
[0081] 這里，在圖9、圖10中示出相對于相同的流體13(例如，固形粒子的平均大小為大 約30 μ m的流體），使用不同的針內(nèi)徑φ (例如，1. 60mm、1. 07mm)的針11 (測量用針11Α)測 量得到的粘度特性（τ w特性）的例子。圖9和圖10是用于對流體13的粘度特性的 例子進行說明的圖。其中，圖9是針內(nèi)徑φ為1. 60_的情況下的粘度特性，圖10是針內(nèi)徑 Φ為1. 07mm的情況下的粘度特性。
[0082] 圖9的粘度特性表現(xiàn)出通常的觸變特性（非牛頓特性），而圖10的粘度特性表現(xiàn) 出牛頓特性。這些粘度特性即使是相同的流體13,也會由于針內(nèi)徑φ的不同而明顯不同。 圖10所示的結(jié)果可以認為是，流體13中含有的固形粒子的大小比流體13的流路路徑（針 內(nèi)徑φ )大，在測量針11Α內(nèi)引起堵塞現(xiàn)象，只有流體13的樹脂部分流動。例如，在半導體 制造領(lǐng)域，在對膏狀焊料（分散流體）進行印刷的情況下，若印刷標記的開口部變小，則會 產(chǎn)生樹脂部的滲透不良，圖9、圖10所示的測量結(jié)果較好地說明了該現(xiàn)象。
[0083] 這樣，通過更換針內(nèi)徑φ，能夠利用流體13中的固形粒子的大小與流路路徑的大 小的關(guān)系，解析出流體13的粘度特性是怎樣變化的。
[0084] 而且，為了說明粘度計10的優(yōu)勢性，圖11中示出將發(fā)生固形粒子（平均大小為 30μπι)的堵塞時的針內(nèi)徑φ固定（1.07mm)，并將流體13的固定粒子的平均大小減小至 4?24 μ m而測量得到的粘度特性（γ w- τ w特性）的例子。圖11是用于對流體13的粘度 特性的例子進行說明的圖。
[0085] 圖11的粘度特性表現(xiàn)出與圖9的粘度特性同樣的觸變特性。這可以認為，即使是 發(fā)生了堵塞的針內(nèi)徑φ，通過減小流體13的固形粒子的平均大小來消除堵塞，從而表現(xiàn)出 觸變特性。由此也可知，圖10中的粘度特性獲得牛頓特性的原因是由流體13的固形粒子 的大小造成的。
[0086] 這樣，粘度計10能夠利用計算機部14的計算功能計算多根針11的各自的流體13 的粘度特性，將針11的內(nèi)徑φ作為流體13的流路路徑，測量依賴于流路路徑的流體13的 粘度特性。
[0087] 這樣，通過更換內(nèi)徑彼此不同的多根針11，能夠得到使流體13的流路路徑分別變 化時的粘度特性。因此，能夠測量流體13的固形粒子的大小對流體13的流路造成的影響、 即固形粒子相對于分散流體流路的大小依賴性。
[0088] 并且，計算機部14也可以包括抽取流體13的粘度特性從觸變特性變換到牛頓特 性前的、表現(xiàn)出觸變特性的針11的內(nèi)徑Φ的抽取功能。下面舉例進行說明。
[0089] 使用相同的流體13,按照針內(nèi)徑Φ從大到小地更換多根針11。這時，針對各針11， 使壓力值Ρ在例如40kPa?lOOkPa的范圍變化，根據(jù)其測量結(jié)果計算（測量）粘度特性。 如前述那樣，各粘度特性在針內(nèi)徑φ大的一側(cè)表現(xiàn)觸變特性，在小的一側(cè)表現(xiàn)牛頓特性。
[0090] 即，隨著減小針內(nèi)徑φ，粘度特性從觸變特性向牛頓特性逐漸變化。并且，在內(nèi)徑9 為1. 60mm?1. 19mm時表現(xiàn)觸變特性，內(nèi)徑φ為1. 07mm以下時表現(xiàn)牛頓特性的情況下，計算 機部14抽取從觸變特性變化到牛頓特性前的內(nèi)徑φ (1. 19mm)。
[0091] 由此，可以確定出能夠在觸變特性的狀態(tài)下使用流體13的范圍。即，若為由計算 機部14抽取的針內(nèi)徑（例子的情況下為1. 19mm)以上的流路路徑，則能夠確定流體13為 觸變特性的狀態(tài)。作為具體的應用例，在進行膏狀焊料印刷時使用粘度計10,由此，容易判 斷作為流體13的膏狀焊料是否滲透不良地埋入于印刷標記的開口部（流路路徑）。
[0092] 如圖1所示，這樣的粘度計10也可以具備風箱31、32,風箱31、32從相對于流體 13自針11A排出的方向傾斜的方向，向測量用針11A的末端噴射空氣。所述風箱31、32為 針型，其一端朝向測量用針11A的末端。
[0093] 風箱31、32接受來自空氣供給源20的空氣供給，因此，另一端通過空氣流路AD2 與空氣供給源20連接。在該空氣流路AD2的中途，設置有用于調(diào)整空氣供給源20的空氣 壓力（例如400kPa)的手動調(diào)節(jié)器33、和對向容器12連通的空氣流路AD2進行開閉的電磁 閥34。電磁閥34經(jīng)由接口模塊24通過信號線路與計算機部14連接。從計算機部14向電 磁閥34輸出對空氣流路AD2進行開閉的控制信號。
[0094] 風箱31在電磁閥34被打開時從風箱31的另一端向風箱31內(nèi)供給空氣，并從風 箱31的一端噴射空氣，由此能夠除去在測量后的測量用針11A的末端殘存的流體13。風箱 32也與風箱31同樣地，能夠除去在測量用針11A的末端殘存的流體13。該殘存的流體13 的除去是在改變壓力值P并計算（測量）外觀的流量Q'時進行的，由此能夠得到高精度的 結(jié)果。
[0095] 并且，通過將風箱31、32相對于測量用針11A的末端對稱配置，能夠使殘存的流體 13在被夾著的狀態(tài)下向一個方向飛去。該一個方向是流體13從測量用針11A排出的方向， 因此，能夠?qū)埓娴牧黧w13除去而不會附著在區(qū)域傳感器30上。
[0096] 并且，如圖1所示，粘度計10也可以具備清洗用轉(zhuǎn)接器35,清洗用轉(zhuǎn)接器35將測 量用針11A替換為被清洗針11B，并向被清洗針11B內(nèi)供給溶劑來清洗被清洗針11B。具體 地說，清洗用轉(zhuǎn)接器35向與容器12相同類型的容器12A內(nèi)供給溶劑，對按壓該溶劑的柱塞 供給空氣，將殘存的流體13除去而進行清洗。在該情況下，可以視為清洗用轉(zhuǎn)接器35包括 容器12A的結(jié)構(gòu)。另外，也可以不使用溶劑，而是構(gòu)成為簡單地向被清洗針11B內(nèi)直接供給 空氣來將殘存的流體13清洗除去。
[0097] 清洗用轉(zhuǎn)接器35接受來自空氣供給源20的空氣供給，因此，該清洗用轉(zhuǎn)接器35 通過空氣流路AD3與空氣供給源20連接。在該空氣流路AD3的中途，設置有用于調(diào)整空氣 供給源20的空氣壓力（例如400kPa)的手動調(diào)節(jié)器36、和對向清洗用轉(zhuǎn)接器35連通的空 氣流路AD3進行開閉的電磁閥40。電磁閥34經(jīng)由接口模塊24通過信號線路與計算機部 14連接。從計算機部14向電磁閥34輸出（數(shù)字輸出）對空氣流路AD3進行開閉的控制信 號。
[0098] 清洗用轉(zhuǎn)接器35在電磁閥40被打開時經(jīng)由容器12A向被清洗針11B供給空氣， 由此能夠除去在測量后的測量用針11A、即被清洗針11B內(nèi)殘存的流體13而進行清洗。清 洗后的針11 (被清洗針11B)被收納于針收納殼體54(參照圖3)。
[0099] [實施方式2]
[0100] 分散流體和只由樹脂部構(gòu)成的單一的流體的重要的特性之一是具有粘著力。流體 的粘著力例如能夠利用被稱作折縫（tuck)試驗機的設備來測量。關(guān)于該折縫試驗機，將測 量對象的流體涂布在固定板上，然后利用可動桿按壓測量對象的流體，之后，將可動桿向遠 離固定板側(cè)的方向拉起，對測量對象的流體發(fā)生破壞時的力進行測量，將其值作為粘著力 而測量出。然而，考慮到，該測量對象不是流體的粘著力，而是將可動桿拉起時的測量對象 的流體發(fā)生變形的變形阻力。
[0101] 而且，如圖9所示那樣，所述實施方式1中說明的粘度計10能夠測量流體13開始 流動的應力、即屈服值。物理地考察該值可知，僅是流體13流動時的應力、即流體與針11 的壁面的粘著力。這樣，通過使用粘度計10,還能夠測量流體13的粘著力。
[0102] [實施方式3]
[0103] 所述實施方式1中說明的粘度計10中的針11為更換式。因此，例如，若使用針內(nèi) 側(cè)的表面粗糙度不同的針11測量粘度特性，則能夠得知根據(jù)表面狀態(tài)的不同而流體13的 流動特性會怎樣變化的信息。
[0104] [實施方式4]
[0105] 雖然在所述實施方式1中也進行了說明，但分散流體之一包括半導體制造領(lǐng)域中 使用的膏狀焊料。膏狀焊料使用焊料粉末作為固形粒子，并且使用助焊劑作為樹脂部。該 膏狀焊料在表面實裝技術(shù)中廣泛使用，使用專用的印刷機在印刷基板的焊盤上進行印刷而 涂布在印刷基板的焊盤上。
[0106] 在表面實裝【技術(shù)領(lǐng)域】中，為了提高實裝密度，部件的大小逐年縮小。例如，電子部 件制造商開發(fā)出0. 3_X0. 15mm這樣極其微小的電子部件。在利用膏狀焊料將這樣的微小 的電子部件安裝在基板上的情況下，在基板的焊盤上印刷的膏狀焊料的大小的寬度也為大 約0.1mm。并且，膏狀焊料中使用的焊料粉末的大小例如最小為ΙΟμπι。即，所述實施方式 1中說明那樣的固形粒子的大小處于會對直接流動特性造成影響的級別。
[0107] 因此，在表面實裝領(lǐng)域，使用所述實施方式1中說明的粘度計10是極其有效的。能 夠?qū)⒂纱说玫降臄?shù)據(jù)直接反映在印刷機的印刷條件上，而且是有用的。
[0108] [實施方式5]
[0109] 在所述實施方式1中，關(guān)于對從測量用針11A排出的流體13的外觀的流量Q'進 行測量，并根據(jù)該外觀的流量Q'對流體13的粘度特性進行測量的情況進行了說明。在本 實施方式中，參照圖12對根據(jù)向容器12內(nèi)供給的氣體的氣體流量Q"對流體13的粘度特 性進行測量的情況進行說明。圖12是用于說明本實施方式的粘度計10的結(jié)構(gòu)的圖。
[0110] 如圖12所示，粘度計10具備：收納流體13的容器12和測量用針11A(針11)，該 測量用針11A與容器12連通并排出被氣體按壓的流體13。容器12為注射型，其小口徑的 末端（一端）與測量針11A連通并連接，大口徑的另一端與測量用轉(zhuǎn)接器15連接。測量用 轉(zhuǎn)接器15接受來自空氣供給源20的空氣供給，因此，該測量用轉(zhuǎn)接器15通過空氣流路AD1 與空氣供給源20連接。并且，在容器12的內(nèi)部，阻塞并收納在末端側(cè)的流體13經(jīng)由柱塞 16被從空氣流路AD1送入的空氣按壓。另外，也可以不設置柱塞16,而是構(gòu)成為空氣直接 按壓流體13。
[0111] 并且，流量計10具備氣體單元1〇〇,該氣體單元1〇〇與容器12連通，將按壓流體 13的氣體送入到容器12。該氣體單元100具備構(gòu)成空氣流路AD1的管（例如歧管），并被 設置成連接在容器12 (測量用轉(zhuǎn)接器15)和空氣供給源20之間。并且，氣體單元100具備 在空氣流路AD1的中途設置的、流量計101 (例如，質(zhì)量流量計、體積流量計等）、電動氣動調(diào) 節(jié)器21、壓力計23和帶過濾器的調(diào)節(jié)器102。
[0112] 流量計101為了使流體13從測量用針11A排出而用作對被空氣按壓時的氣體流 量Q"進行測量的裝置。并且，電動氣動調(diào)節(jié)器21調(diào)整向容器12內(nèi)供給的空氣的壓力值 P (氣體壓力P)，即調(diào)整按壓流體13的壓力值P。并且，壓力計23設置在電動氣動調(diào)節(jié)器21 的下游，對向容器12內(nèi)供給的空氣的壓力值P(氣體壓力P)進行測量。并且，帶過濾器的 調(diào)節(jié)器102利用過濾器去除來自空氣供給源的異物，以供給穩(wěn)定的空氣的方式進行調(diào)整。
[0113] 另外，電動氣動調(diào)節(jié)器21和壓力計23的值相同（或為近似值），因此可以省略壓 力計23。在這方面，在本實施方式中，為了以包括損失的方式在盡量靠近測量對象側(cè)的地方 測量壓力，并反饋該結(jié)果（即，為了得到更準確的按壓流體13的壓力值P)，而在比流量計 101靠下游的位置，在容器12 (測量用針11A)的近前設置壓力計23。并且，在異物沒有混 入到從空氣供給源供給的空氣的情況下等，可以省略帶過濾器的調(diào)節(jié)器102。
[0114] 并且，流量計10具備對在容器12內(nèi)容納的流體13的溫度進行控制的溫度控制單 元103。通過使用該溫度控制單元103,能夠測量室溫以外的溫度環(huán)境下、例如高溫環(huán)境下 的流體13的粘度特性。另外，在測量室溫下的流體13的粘度特性的情況下，可以省略溫度 控制單元103。
[0115] 并且，粘度計10具備計算機部14,該計算機部14包括根據(jù)按壓流體13時的氣體 壓力P和氣體流量Q"計算流體13的粘度特性的計算功能。在該計算機部14連接有接口 模塊24。該接口模塊24通過信號線路（圖12中用單點劃線表示。）分別與電動氣動調(diào)節(jié) 器21、壓力計23、流量計101、溫度控制單元103連接。因此，從計算機部14例如向電動氣 動調(diào)節(jié)器21輸送對空氣供給量進行調(diào)整的控制信號，或者輸送對溫度控制單元103進行溫 度調(diào)整的控制信號。并且，向計算機部14輸送來自壓力計23、流量計101的數(shù)據(jù)信號。因 此，計算機部14 (計算功能）能夠根據(jù)利用電動氣動調(diào)節(jié)器21使氣體壓力P變化時的、氣 體流量Q"的變化，計算流體13的粘度特性。
[0116] 如所述實施方式1中說明的那樣，根據(jù)公式（4)和公式（5)，利用計算機部14計算 測量對象的流體13的粘度特性（Y w- τ w特性）。并且，在橫軸上取氣體壓力δ P，在縱軸 上取氣體流量Q"，在對數(shù)圖表上進行描繪而得到直線，根據(jù)該直線的傾斜確定公式（5)中 使用的η值。
[0117] 這里，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)外觀的流量Q'求得的η值和根據(jù)氣體流量Q"求 得的η值相同（或近似）。即，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在對數(shù)圖表中，δΡ-Q'和δΡ-Q"是平 行的。因此，能夠?qū)怏w流量Q"看作流體13的流量Q，從而能夠測量流體13的粘度特性。 并且，由于不是直接測量流體13的流量Q的結(jié)構(gòu)，所以能夠簡單地構(gòu)成粘度計10。
[0118] 同樣地，參照圖13,對能夠根據(jù)向容器12內(nèi)供給的氣體的氣體流量Q"對流體13 的粘度特性進行測量的粘度計10進行說明。圖13是用于說明本實施方式的粘度計10的 結(jié)構(gòu)的圖。另外，圖12和圖13中僅氣體單元100的結(jié)構(gòu)不同。
[0119] 圖13所示的氣體單元100具備對氣體流量Q"進行調(diào)整的質(zhì)量流量控制器104、和 對氣體壓力Ρ進行測量的壓力計23。并且，質(zhì)量流量控制器104和計算機部14通過信號 線路（圖13中用單點劃線表示。）連接起來。因此，從計算機部14向質(zhì)量流量控制器104 輸送對氣體流量Q"進行調(diào)整的控制信號。因此，計算機部14(計算功能）能夠根據(jù)利用質(zhì) 量流量控制器104使氣體流量Q"變化時的、氣體壓力Ρ的變化，計算流體13的粘度特性。
[0120] 這樣,本實施方式的粘度計10根據(jù)按壓流體13時的氣體壓力Ρ和氣體流量Q"測 量流體13的粘度特性。圖12所示的粘度計10利用電動氣動調(diào)節(jié)器21而根據(jù)來自計算機 部14的命令進行控制。而且，測量向測量用的容器12供給的空氣（壓力空氣）的流量Q" 并將其看作流體13的流量Q。
[0121] 并且，圖13所示的粘度計10是這樣的方式：利用質(zhì)量流量控制器104根據(jù)來自計 算機部14命令向容器12供給一定的流量Q"的空氣，這時，測量施加于容器12的壓力Ρ (氣 體壓力Ρ)。關(guān)于空氣的流量Q"和氣體壓力Ρ的測量，特別是在微小流量的情況下，流量Q" 的測量困難，氣體壓力Ρ的測量相對簡單。因此，采用這樣的方式：送入能夠利用質(zhì)量流量 控制器104保證精度的量的空氣量，這時利用壓力計23測量施加于容器12的壓力Ρ。另 夕卜，在圖12所示的粘度計10中，質(zhì)量流量控制器104昂貴，因此，在重視價格的情況下采用 電動氣動調(diào)節(jié)器21和流量計101的組合方式。
[0122] 在所述實施方式1的粘度計10中，需要根據(jù)通過在隔開一定間隔的位置配置的兩 個光電傳感器25、26之間的時間Τ和針內(nèi)徑φ，計算從測量用針11Α排出的流體13的外觀 的流量Q"。并且，在所述實施方式1的粘度計10中，連續(xù)地測量時需要除去在測量針11Α 末端殘存的流體13,需要設置具備風箱31、32的除去機構(gòu)或者機械的切斷機構(gòu)。
[0123] 與此相對，本實施方式的粘度計10具有如下特征。首先，沒有直接測量從測量用 針11Α排出的分散流體13的流量，因此，不需要在粘度計10前表面設置光電傳感器、機械 的切斷機構(gòu)等，測量人員不會產(chǎn)生任何意識。此外，操作性優(yōu)異并且維護性也優(yōu)異。特別地， 由于沒有機械的切斷機構(gòu)，所以容易處理，不易損壞。并且，由于不需要用測量用針11Α末 端切斷分散流體13,所以實現(xiàn)了測量的高速化。
[0124] 并且，在所述實施方式1的粘度計10中，測量精度依賴于光電傳感器25、26的檢 測精度，測量精度只能在實驗中求得，難以從理論上確定。在本實施方式的粘度計10中，能 夠根據(jù)流量計101和電動氣動調(diào)節(jié)器21、質(zhì)量流量控制器104的精度來從理論上確定測量 精度。因此，裝置的校正也容易。
[0125] 另外，在所述實施方式2?4中，也能夠應對本實施方式的粘度計10。例如，若對 壓力的測量曲線進行解析，則能夠解析分散流體13與針壁面的粘著力、開始流動的屈服應 力等物理量。
[0126] 以上，根據(jù)實施方式對本發(fā)明進行了具體說明，但本發(fā)明當然不限定于所述實施 方式，在不脫離其主旨的范圍能夠進行各種變更。
[0127] 例如，作為使固體粒子分散于樹脂部而成的分散流體，對將膏狀焊料作為測量對 象的情況進行了說明，但不限于此，也能夠?qū)㈩伭系茸鳛闇y量對象。并且，作為流體，能夠?qū)?牛頓流體（例如水等）作為測量對象。
[0128] 并且，例如，在所述實施方式中，作為按壓流體13的氣體，對使用了空氣的情況進 行了說明，但也可以使用氮氣等惰性氣體。
【權(quán)利要求】
1. 一種粘度計，其特征在于， 所述粘度計具備： 容器，其容納流體； 氣體單元，其與所述容器連通而將按壓所述流體的氣體送入到所述容器； 測量用針，其與所述容器連通而排出被所述氣體按壓的所述流體；以及 計算機部，其包括根據(jù)按壓所述流體時的氣體壓力和氣體流量來計算所述流體的粘度 特性的計算功能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘度計，其特征在于， 所述粘度計具備作為所述測量用針而被選擇的、內(nèi)徑彼此不同的多根針， 利用所述計算功能計算所述多根針各自的所述流體的粘度特性，測量依賴于所述內(nèi)徑 的所述流體的粘度特性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粘度計，其特征在于， 所述氣體單元具備調(diào)整所述氣體壓力的調(diào)節(jié)器、和測量所述氣體流量的流量計， 所述計算功能根據(jù)利用所述調(diào)節(jié)器使所述氣體壓力變化時的、所述氣體流量的變化， 計算所述流體的粘度特性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粘度計，其特征在于， 所述氣體單元具備調(diào)整所述氣體流量的質(zhì)量流量控制器、和測量所述氣體壓力的壓力 計， 所述計算功能根據(jù)利用所述質(zhì)量流量控制器使所述氣體流量變化時的、所述氣體壓力 的變化，計算所述流體的粘度特性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中的任一項所述的粘度計，其特征在于， 所述粘度計具備清洗用轉(zhuǎn)接器，所述清洗用轉(zhuǎn)接器將所述測量用針替換為被清洗針， 并向所述被清洗針內(nèi)供給溶劑來清洗所述被清洗針。
【文檔編號】G01N11/08GK104272085SQ201380023089
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】大澤雅弘 申請人:天龍精機株式會社